電容器失效機(jī)理的詳細(xì)分析（一）
潮濕對(duì)電參數(shù)惡化的影響
空氣中濕度過(guò)高時(shí)，水膜凝聚在電容器外殼表面，可使電容器的表面絕緣電阻下降。此處，對(duì)于半密封結(jié)構(gòu)電容器來(lái)說(shuō)，水分還可滲透到電容器介質(zhì)內(nèi)部，使電容器介質(zhì)的絕緣電阻絕緣能力下降。因此，高溫、高濕環(huán)境對(duì)電容器參數(shù)惡化的影響極為顯著。經(jīng)烘干去濕后電容器的電性能可獲改善，但是水分子電解的后果是無(wú)法根除的。例如：電容器工作于高溫條件下，水分子在電場(chǎng)作用下電解為氫離子（H+）和氫氧根離子（OH-），引線根部產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。即使烘干去濕，也不可能引線復(fù)原。
銀離子遷移的后果
無(wú)機(jī)介質(zhì)電容多半采用銀電極，半密封電容器在高溫條件下工作時(shí)，滲入電容器內(nèi)部的水分子產(chǎn)生電解。在陽(yáng)極產(chǎn)生氧化反應(yīng)，銀離子與氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化銀。在陰極產(chǎn)生還原反應(yīng)、氫氧化銀與氫離子反應(yīng)生成銀和水。由于電極反應(yīng)，陽(yáng)極的銀離子不斷向陰極還原成不連續(xù)金屬銀粒，靠水膜連接成樹(shù)狀向陽(yáng)極延伸。銀離子遷移不僅發(fā)生在無(wú)機(jī)介質(zhì)表面，銀離子還能擴(kuò)散到無(wú)機(jī)介質(zhì)內(nèi)部，引起漏電流增大，嚴(yán)重時(shí)可使兩個(gè)銀電極之間完全短路，導(dǎo)致電容器擊穿。
銀離子遷移可嚴(yán)重破壞正電極表面銀層，引線焊點(diǎn)與電極表面銀層之間，間隔著具有半導(dǎo)體性質(zhì)的氧化銀，使無(wú)機(jī)介質(zhì)電容器的等效串聯(lián)電阻增大，金屬部分損耗增加，電容器的損耗角正切值顯著上升。
由于正電極有效面積減小，電容器的電容量會(huì)因此而下降。表面絕緣電阻則因無(wú)機(jī)介質(zhì)電容器兩電極間介質(zhì)表面上存在氧化銀半導(dǎo)體而降低。銀離子遷移嚴(yán)重時(shí)，兩電極間搭起樹(shù)枝狀的銀橋，使電容器的絕緣電阻大幅度下降。綜上所述，銀離子遷移不僅會(huì)使非密封無(wú)機(jī)介質(zhì)電容器電性能惡化，而且可能引起介質(zhì)擊穿場(chǎng)強(qiáng)下降，最后導(dǎo)致電容器擊穿。
值得一提的是：銀電極低頻陶瓷獨(dú)石電容器由于銀離子遷移而引起失效的現(xiàn)象比其他類(lèi)型的陶瓷介質(zhì)電容器嚴(yán)重得多，原因在于這種電容器的一次燒成工藝與多層疊片結(jié)構(gòu)。銀電極與陶瓷介質(zhì)一次燒結(jié)過(guò)程中，銀參與了陶瓷介質(zhì)表面的固相反應(yīng)，滲入了瓷-銀接觸處形成界面層。如果陶瓷介質(zhì)不夠致密，水分滲入后，銀離子遷移不僅可以在陶瓷介質(zhì)表面發(fā)生，還可能穿透陶瓷介質(zhì)層。
多層疊片結(jié)構(gòu)的縫隙較多，電極位置不易精確，介質(zhì)表面的留邊量小，疊片層兩端涂覆外電極時(shí)銀漿滲入縫隙，降低了介質(zhì)表面的絕緣電阻，并使電極之間的路徑縮短，銀離子遷移時(shí)容易產(chǎn)生短路現(xiàn)象。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-01-05
